新高考化學二輪復習練習專題八 電化學基礎(chǔ) 教師版

2017年高考“最后三十天”專題透析2017年高考“最后三十天”專題透析好教育云平臺--教育因你我而變好教育云平臺--教育因你我而變專題專題八××電化學基礎(chǔ)命題趨勢命題趨勢電化學是氧化還原反應知識的應用和延伸，是歷年高考的熱點內(nèi)容?？疾榈闹饕R點：原電池和電解池的工作原理、電極反應式的書寫和判斷、電解產(chǎn)物的判斷、金屬的腐蝕和防護。對本部分知識的考查仍以選擇題為主，在非選擇題中電化學知識可能與工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、新科技、新能源知識相結(jié)合進行命題。Ⅰ．客觀題(1)以新型化學電源為載體，考查電極反應式的正誤判斷及電子、離子的移動方向等。(2)考查原電池在金屬腐蝕與防護方面的應用。Ⅱ．主觀題(1)考查電極反應式、電池反應式的書寫。(2)考查原電池、電解池原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。(3)考查電子轉(zhuǎn)移、兩極產(chǎn)物、pH等的相關(guān)計算?？键c清單考點清單一、原電池原理和化學電池1．構(gòu)建原電池模型，類比分析原電池工作原理構(gòu)建如圖Zn—Cu—H2SO4原電池模型，通過類比模型，結(jié)合氧化還原反應知識(如：化合價的變化、得失電子情況等)，能迅速判斷原電池的正、負極，弄清楚外電路中電子的移動情況和內(nèi)電路中離子的移動情況，準確書寫電極反應式和電池總反應式，掌握原電池的工作原理。2．化學電源中電極反應式書寫的思維模板(1)明確直接產(chǎn)物：根據(jù)負極氧化、正極還原，明確兩極的直接產(chǎn)物。(2)確定最終產(chǎn)物：根據(jù)介質(zhì)環(huán)境和共存原則，找出參與的介質(zhì)粒子，確定最終產(chǎn)物。(3)配平：根據(jù)電荷守恒、原子守恒配平電極反應式。注意：①H+在堿性環(huán)境中不存在；②O2?在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結(jié)合H+，生成H2O，在中性或堿性環(huán)境中結(jié)合H2O，生成OH?；③若已知總反應式時，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得較難寫出的另一極的電極反應式。二、電解原理及應用1．構(gòu)建電解池模型，類比分析電解基本原理構(gòu)建如圖電解CuCl2溶液模型，通過類比模型，結(jié)合氧化還原反應知識(如：化合價的變化、得失電子情況等)，能迅速判斷電解池的陰、陽極，弄清楚外電路中電子的移動情況和內(nèi)電路中離子的移動情況，準確判斷離子的放電順序并書寫電極反應式和電解總反應式，掌握電解基本原理。2．“六點”突破電解應用題(1)分清陰、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極，兩極的反應為“陽氧陰還”。(2)剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。(3)注意放電順序。(4)書寫電極反應式，注意得失電子守恒。(5)正確判斷產(chǎn)物①陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2+，而不是Fe3+)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序為S2?>I?>Br?>Cl?>OH?(水)>含氧酸根>F?。②陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+。(6)恢復原態(tài)措施電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復原態(tài)的問題應該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2+完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復原，而Cu2+完全放電之后，應加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復原。三、電化學原理的綜合判斷1．金屬腐蝕原理及防護方法總結(jié)(1)常見的電化學腐蝕有兩類：①形成原電池時，金屬作負極，大多數(shù)是吸氧腐蝕；②形成電解池時，金屬作陽極。(2)金屬防腐的電化學方法：①原電池原理——犧牲陽極的陰極保護法：與較活潑的金屬相連，較活潑的金屬作負極被腐蝕，被保護的金屬作正極。注意：此處是原電池，犧牲了負極保護了正極，但習慣上叫做犧牲陽極的陰極保護法。②電解池原理——外加電流的陰極保護法：被保護的金屬與電池負極相連，形成電解池，作陰極。2．可充電電池的反應規(guī)律(1)可充電電池有充電和放電兩個過程，放電時是原電池反應，充電時是電解池反應。(2)放電時的負極反應和充電時的陰極反應、放電時的正極反應和充電時的陽極反應互為逆反應。將負(正)極反應式變換方向并將電子移項即可得出陰(陽)極反應式。(3)可充電電池充電時原負極必然要發(fā)生還原反應(生成原來消耗的物質(zhì))，即作陰極，連接電源的負極；同理，原正極連接電源的正極，作陽極。簡記為負連負，正連正。3．“串聯(lián)”類電池的解題流程

精題集訓精題集訓（70分鐘）經(jīng)典訓練題經(jīng)典訓練題1．（雙選）常壓電化學法合成氨過程中用納米Fe2O3做催化劑，其電解裝置如圖所示：熔融NaOH-KOH為電解液，F(xiàn)e2O3在發(fā)生反應時生成中間體Fe。下列說法正確的是（）A．惰性電極Ⅱ是電解池的陽極，發(fā)生氧化反應B．產(chǎn)生2.24LO2時，內(nèi)電路轉(zhuǎn)移的OH?數(shù)為0.4NAC．惰性電極Ⅰ的電極反應為D．電解過程中OH?向惰性電極Ⅱ的方向移動【答案】AD【解析】根據(jù)圖象可知，電極Ⅱ生成氧氣，故發(fā)生氧化反應為陽極，則電極Ⅰ為陰極，說明納米Fe2O3在電極上先被還原成Fe，之后Fe與N2和H2O(g)反應生成NH3和Fe2O3。A．根據(jù)分析可知電極Ⅱ為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，A正確；B．溫度和壓強未知，無法確定2.24LO2的物質(zhì)的量，則無法確定轉(zhuǎn)移電子數(shù)，B錯誤；C．根據(jù)分析可知惰性電極Ⅰ上Fe2O3被還原生成Fe，電極反應為Fe2O3+3H2O+6e?=2Fe+6OH?，C錯誤；D．電解池中陰離子向陽極移動，即向惰性電極Ⅱ的方向移動，D正確；綜上所述答案為AD。2．下列關(guān)于各圖的說法，不正確的是（）A．①中陰極處能產(chǎn)生使?jié)駶櫟矸邸狵I試紙變藍的氣體B．②中待鍍鐵制品應與電源負極相連C．③中電子由a極流向b極D．④中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應【答案】A【解析】A．①中陰極處為Cu2+放電，發(fā)生還原反應析出Cu，A錯誤；B．②中待鍍鐵制品做陰極，應與電源負極相連，B正確；C．原電池中電子由負極流向正極，③中a極為負極，b極為正極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極，C正確；D．因為陽極會產(chǎn)生Cl2如果不加離子交換膜，氫氧根會移向陽極區(qū)發(fā)生反應，④中的離子交換膜只允許陽離子通過，可以避免陽極生成的Cl2與NaOH溶液反應，D正確；故選A。3．芝加哥伊利諾伊大學的研究人員設(shè)計了一種可用于商業(yè)化的新型鋰金屬電池，電池結(jié)構(gòu)如圖所示：電池工作時，下列說法錯誤的是（）A．該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能B．負極上發(fā)生的電極反應為Li-e?=Li+C．該電池可用LiOH溶液作電解質(zhì)D．電池工作時，電路中每流過1mol電子，正極增重7g【答案】C【解析】A．該電池為原電池，所以該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能，A項正確；B．負極是鋰失去電子，發(fā)生氧化反應，電極反應為Li-e?=Li+，B項正確；C．電解質(zhì)溶液中水與電極鋰發(fā)生氧化還原反應，該電解池不能用水溶液作電解液，C項錯誤；D．根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒，電路中每流過1mol電子，正極上發(fā)生還原反應，正極材料要結(jié)合1mol鋰離子，所以增重7g，D項正確；答案選C。【點評】原電池工作的原理口訣可概括為“兩極一液一連線，活潑金屬最優(yōu)先，負失氧正得還，離子電極同性戀”，可加深學生對原電池的理解與記憶。本題的難點是C選項，值得注意的是，電解質(zhì)不同可能會影響電極反應，學生要火眼金睛，識破陷阱，提高做題正答率。4．深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被硫酸根腐蝕，其電化學腐蝕原理如圖示，下列與此原理有關(guān)說法錯誤的是（）A．正極反應為：SOeq\o\al(2?,4)+5H2O+8e?=HS?+9OH?B．輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕C．這種情況下，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3·xH2OD．管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕【答案】C【解析】A．原電池的正極發(fā)生還原反應，由圖示可知發(fā)生的電極反應為SOeq\o\al(2?,4)+5H2O+8e?=HS?+9OH?，故A正確；B．硫酸鹽還原菌是蛋白質(zhì)，在高溫下易變性，失去催化效率，則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕，故B正確；C．由圖示可知，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為FeO，故C錯誤；D．管道上刷富鋅油漆，形成Zn—Fe原電池，F(xiàn)e變?yōu)檎龢O，可以延緩管道的腐蝕，故D正確；答案為C。5．用惰性電極電解含0.2molCuSO4的溶液一段時間后，陽極上生成標準狀況下4.48L氣體，欲使電解質(zhì)溶液恢復電解前的狀況，應加入（）A．0.2molCuSO4B．0.2molCuOC．0.2molCu(OH)2D．0.2molCuCO3【答案】C【解析】用惰性電極電解含0.2molCuSO4的溶液，陽極上OH?放電生成O2，n(O2)==0.2mol，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.2mol×4=0.8mol，如果Cu2+完全放電轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.2mol×2=0.4mol＜0.8mol，所以陰極上H+還放電生成氫氣，即發(fā)生，電解生成n(H2)==0.2mol，所以氫氣和Cu的物質(zhì)的量相等，所以析出的相當于0.2molCu(OH)2。故答案為：C。高頻易錯題高頻易錯題1．港珠澳大橋的設(shè)計使用壽命高達120年，主要的防腐方法有：①鋼梁上安裝鋁片；②使用高性能富鋅(富含鋅粉)底漆；③使用高附著性防腐涂料；④預留鋼鐵腐蝕量。下列分析不合理的是（）A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時的負極反應式為：Fe-3e?=Fe3+B．防腐過程中鋁和鋅均作為犧牲陽極，失去電子C．防腐涂料可以防水、隔離O2，降低吸氧腐蝕速率D．方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除【答案】A【解析】A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時的負極反應式為：Fe-2e?=Fe2+，故A錯誤；B．鋁和鋅的活潑性大于鐵，鋼鐵防腐過程中鋁和鋅均作為負極，失去電子，為犧牲陽極的陰極保護法，故B正確；C．防腐涂料可以防水、隔離O2，減少鐵與氧氣接觸，降低吸氧腐蝕速率，故C正確；D．鋼鐵防腐只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除鋼鐵腐蝕，故D正確；選A。2．下列說法正確的是（）A．裝置①中，反應開始時，Al是負極，且在NaCl溶液中生成紅棕色氣體B．裝置②在電解過程中，a極附近溶液變紅C．可以用裝置③在鐵上鍍銅，d極為銅，c極為鐵D．裝置④中發(fā)生鐵的吸氧腐蝕【答案】C【解析】A．裝置①為原電池裝置，開始時因為常溫下濃硝酸與Al鈍化，使反應不能繼續(xù)，所以Al作電池的正極，故A錯誤；B．裝置②為電解池裝置，石墨a與電源負極相連作陰極，其電極反應式為，溶液呈堿性，但陰極附近未滴加酚酞，溶液顏色無變化，故B錯誤；C．裝置③為電解池，其中c為陰極，d為陽極。若在鐵上鍍銅，應將鐵與電源負極相連作陰極，故C正確；D．吸氧腐蝕一般在弱酸性或者中性環(huán)境中發(fā)生，在酸化的NaCl中，鐵發(fā)生析氫腐蝕，故D錯誤?！军c評】濃硝酸做電解質(zhì)溶液時要考慮其與Al、Fe的鈍化。3．熱激活電池(又稱熱電池)可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl?KCl混合物一旦受熱熔融，電池瞬間即可輸出電能。該電池總反應為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。關(guān)于該電池的下列說法中，不正確的是（）A．負極的電極反應：Ca?2e?=Ca2+B．放電時，K+向硫酸鉛電極移動C．硫酸鉛作正極材料，LiCl為正極反應物D．常溫時，在正負極之間連上檢流計，指針不偏轉(zhuǎn)【答案】C【解析】電池總反應為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb，Ca化合價升高，失去電子，作負極，PbSO4化合價降低，得到電子，作正極。A．根據(jù)前面分析得到負極的電極反應：Ca?2e?=Ca2+，故A正確；B．放電時，根據(jù)離子移動方向“同性相吸”，因此K+向正極(硫酸鉛)移動，故B正確；C．硫酸鉛作正極材料，熔融的LiCl作為電解質(zhì)，根據(jù)PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb信息，PbSO4為正極反應物，故C錯誤；D．根據(jù)題中信息，電解質(zhì)的無水LiCl?KCl混合物一旦受熱熔融，因此常溫時，在正負極之間連上檢流計，指針不偏轉(zhuǎn)，故D正確。綜上所述，答案為C。4．試劑是由H2O2和Fe2+混合得到的一種強氧化劑，有效物質(zhì)為羥基自由基，可用于處理工業(yè)廢水中的有機物.電化學制備方法如圖所示，在M極附近加入適量Fe2+時發(fā)生反應。下列說法錯誤的是（）A．A為電源的負極B．N極發(fā)生的電極反應為H2O?e?=+H+C．電解過程中，生成的會向N極遷移D．電解一段時間后，理論上M極附近生成的與N極生成的等量【答案】D【解析】A．與電源的A極相連的電極M上發(fā)生氧氣得電子生成過氧化氫的反應，則M是陰極，則A為電源的負極，故A不選；B．N極與電源的正極相連作陽極，發(fā)生氧化反應，則發(fā)生的電極反應為，故B不選；C．電解過程中，生成的不帶電荷，在溶液中自由移動，故C不選；D．在M極附近加入適量時發(fā)生反應，轉(zhuǎn)移1mol電子時生成1mol，消耗1mol過氧化氫，電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，N電極轉(zhuǎn)移2mol電子時產(chǎn)生2mol，則電解一段時間后，理論上M極附近生成的與N極生成的不相等，故D選；故選D。5．用電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2Oeq\o\al(2?,7)時，以鐵板作陰、陽極，處理過程中發(fā)生反應：，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列說法正確的是（）A．電解過程中廢水的pH會減小B．電解時H+在陰極得電子生成H2C．電解后除Cr(OH)3沉淀外，還有Fe(OH)2沉淀生成D．電路中每轉(zhuǎn)移0.6mole?，最多有0.1molCr2Oeq\o\al(2?,7)被還原【答案】B【解析】A．由反應式可知，處理過程中消耗H+，溶液的酸性減弱，pH會增大，故A錯誤；B．電解時陰極發(fā)生還原反應，溶液中H+在陰極得電子生成H2，故B正確；C．溶液中H+在陰極得電子減少，同時生成氫氧根離子，有Fe(OH)3沉淀生成，故C錯誤；D．由電極反應式Fe-2e?=Fe2+，轉(zhuǎn)移0.6mol電子，需要0.3molFe，再根據(jù)處理過程關(guān)系式得：6Fe~12e?~6Fe2+~Cr2Oeq\o\al(2?,7)，0.05molCr2Oeq\o\al(2?,7)被還原，故D錯誤；故答案為B。精準預測題精準預測題1．我國古代有“銀針驗毒”的記載，古時候制成的砒霜中含大量的硫化物，銀針插入含砒霜的食物中會發(fā)生反應：(黑色)；用過的銀針放入盛有飽和氯化鈉溶液的鋁制容器中浸泡可復原，下列說法中不正確的是（）A．反應中Ag和H2S均是還原劑B．上述原理是通過銀針顏色變化來判斷食物是否有毒C．銀針復原用到了原電池反應原理D．每生成1molAg2S，反應轉(zhuǎn)移2mole－【答案】A【解析】A．反應中Ag化合價升高，是還原劑，H2S中化合價未變，既不是還原劑也不是氧化劑，故A錯誤；B．砒霜中含大量的硫化物，銀針插入變?yōu)楹谏虼丝梢酝ㄟ^銀針顏色變化來判斷食物是否有毒，故B正確；C．銀針復原是Al—Ag2S—飽和食鹽水的原電池反應原理，Al做負極，Ag2S做正極，故C正確；D．該反應方程式是2molAg失去2mol電子變?yōu)?molAg2S，因此每生成1molAg2S，反應轉(zhuǎn)移2mole?，故D正確。綜上所述，答案為A。2．（雙選）下列說法正確的是（）A．電解精煉銅時，電路中每通過2mole?，陰極析出64g銅B．電解精煉銅時，粗銅中含有的Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì)沉積在電解槽的底部C．外接電源保護水中鋼閘門時，應將鋼閘門與電源的負極相連D．白鐵皮(鍍鋅鐵)破損后，鐵會迅速被腐蝕【答案】AC【解析】A．電解精煉銅時，陰極反應為Cu2++2e?=Cu，則電路中每通過2mol電子，陰極析出1mol銅，即64g銅，故A正確；B．電解精煉銅時，粗銅中含有的比Cu活潑的金屬Zn、Fe、Ni會優(yōu)先于銅在陽極失電子放電，以金屬離子的形式存在于溶液中，比銅不活潑的金屬Ag、Au等雜質(zhì)沉積在電解槽的底部，故B錯誤；C．外接電源保護水中鋼閘門時，應將鋼閘門與電源的負極相連，鋼閘門作陰極，被保護，故C正確；D．白鐵皮(鍍鋅鐵)破損后，形成原電池，鋅作負極，鐵做正極，被保護，故D錯誤；故選AC。3．雙極電化學法(裝置如圖)是在傳統(tǒng)電解裝置中放置了導電性電極BPE，通電時，BPE兩端界面產(chǎn)生電勢差，生成梯度合金。下列有關(guān)說法正確的是（）A．在A極上發(fā)生氧化反應B．在BPE中電子的移動方向由a到bC．若B電極產(chǎn)生22.4LO2，則在BPE析出金屬的質(zhì)量至少為118gD．【答案】B【解析】A．根據(jù)圖中信息，B極是水中氫氧根失去電子變?yōu)檠鯕猓虼薆極為陽極，則A極為陰極，發(fā)生還原反應，故A錯誤；B．根據(jù)A選項分析得到A極為陰極，則a為陽極，b為陰極，電子流向是從陽極到陰極，即在BPE中電子的移動方向由a到b，故B正確；C．由于不清楚是否在標準狀況下，因此無法計算物質(zhì)的量及BPE析出金屬的質(zhì)量，故C錯誤；D．b極發(fā)生的反應是：，故D錯誤。綜上所述，答案為B。4．將二氧化鈦(TiO2）光電極嵌入到新型鈉離子電池的正極，由于光電勢的補償，電池的充電電位下降。該光電極輔助充電時的工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是（）A．充電時陽極的電極反應式為3I?-2e?=Ieq\o\al(?,3)B．放電時，a極發(fā)生氧化反應C．放電時，正、負極反應的微粒數(shù)目比為4∶3D．輔助充電時，光能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為化學能【答案】C【解析】TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，所以充電時，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為化學能，充電時Na2S4還原為Na2S，I?轉(zhuǎn)化為Ieq\o\al(?,3)，放電和充電互為逆過程，放電時，a是電池的負極，b是電池的正極，在充電時，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應：3I?-2e?=Ieq\o\al(?,3)。A．在充電時，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應，電極反應式為3I?-2e?=Ieq\o\al(?,3)，故A正確，不選；B．放電時，a是電池的負極，發(fā)生氧化反應，故B正確，不選；C．放電時，正、負極發(fā)生的電極反應為Seq\o\al(2?,4)+6e?=4S2－，3I?-2e?=Ieq\o\al(?,3)，根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量相等，反應的微粒數(shù)目比為1∶9，故C錯誤，符合題意；D．TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，所以充電時，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為化學能，故D正確，不選；答案選C?！军c評】根據(jù)離子的移動方向判斷出正負極，根據(jù)化合價的變化寫出電極反應是關(guān)鍵。5．通過NO傳感器可監(jiān)測汽車排放尾氣中NO含量，其工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）A．O2?向正極移動B．負極的電極反應式為：NO-2e?+O2?=NO2C．O2的電極反應產(chǎn)物是H2OD．反應消耗的NO與O2的物質(zhì)的量之比為1∶2【答案】B【解析】根據(jù)圖片知，鉑電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應而作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應，則NiO為負極，正極上電極反應式為：O2+4e?=2O2?，負極上電極反應式為：NO-2e?+Oeq\o\al(?,2)=NO2，結(jié)合電池內(nèi)部離子移動方向判斷。A．由離子的定向移動可知NiO極為原電池的負極，Pt極為原電池的正極，故A錯誤；B．NiO電極上NO失電子和氧離子反應生成二氧化氮，所以電極反應式為：NO+Oeq\o\al(?,2)-2e?=NO2，故B正確；C．正極上電極反應式為：O2+4e?=2O2?，故C錯誤；D．反應消耗的NO與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1，故D錯誤；選B?！军c評】本題考查了原電池原理，A和B根據(jù)O、N元素化合價變化判斷正負極，再結(jié)合反應物、生成物及得失電子書寫電極反應式，B注意書寫電極反應式時要結(jié)合電解質(zhì)特點，為易錯點，D要分析出電池總反應2NO+O2=2NO2，D也是易錯點。6．研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖所示，兩電極區(qū)間用半透膜隔開。下列說法錯誤的是（）A．左側(cè)電極的反應式為B．右側(cè)電極區(qū)補充的物質(zhì)A可以是稀H2SO4C．半透膜為陽離子交換膜D．電池工作一段時間后，右側(cè)電極附近pH減小【答案】D【解析】A．左側(cè)電極是負極，失電子被氧化，反應式為，故A不選；B．右側(cè)電極反應式是，消耗氫離子，從裝置中分離出的物質(zhì)為硫酸鉀，所以放電過程中需補充的物質(zhì)A是硫酸，故B不選；C．有圖可知，原電池工作時鉀離子通過半透膜移向正極，（右側(cè)），則半透膜為陽離子交換膜，故C不選；D．電池工作一段時間后，右側(cè)電極反應式是，右側(cè)電極附近pH增大，故D選；故選D。7．釩有V(V)、V(Ⅳ)、V(Ⅲ)、V(Ⅱ)多種價態(tài)，且化合價越高氧化性越強，含有的VOeq\o\al(+,2)/VO2+和V2+/V3+價態(tài)的釩離子溶液可作為正、負極的活性物質(zhì)組成化學電池，其工作原理如圖所示，下列說法不正確的是（）A．放電時，電極B的電極反應式為V2+-e?=V3+B．該電池清潔無污染，是一種理想的綠色電池C．該電池中充電時，電極A接電源正極D．放電時，H+從左向右移動【答案】D【解析】由釩有V(V)、V(Ⅳ)、V(Ⅲ)、V(Ⅱ)多種價態(tài)，且化合價越高氧化性越強可知，放電時，VOeq\o\al(+,2)得電子，發(fā)生還原反應，作正極，正極電極反應為VOeq\o\al(+,2)+2H++e?=VO2++H2O，負極的電極反應為V2+-e?=V3+；充電時，原電池的正極變成電解池的陽極、負極變成電解池的陰極，陽極的反應為VO2++H2O-e?=VOeq\o\al(+,2)+2H+，陰極上發(fā)生得電子的還原反應，即V3++e?=V2+，充放電電池總反應為V2++VOeq\o\al(+,2)+2H+VO2++V3++H2O。A．該原電池工作時，電極B為負極，負極上V2+失去電子生成V3+，反應式為V2+-e?=V3+，故A正確；B．由充放電電池總反應為V2++VOeq\o\al(+,2)+2H+VO2++V3++H2O可知，該電池工作時，無有毒的氣體和其它有毒的物質(zhì)生成，則該電池清潔無污染，是一種理想的綠色電池，故B正確；C．由上述分析可知，放電時電極A為正極，得電子發(fā)生還原反應，充電時，原電池的正極變成電解池的陽極，失電子發(fā)生氧化反應，即充電時，電極A接電源正極，故C正確；D．由上述分析可知，放電時，電極A為正極，電極B為負極，根據(jù)陽離子向正極移動，即H+由右向左移動，故D錯誤；答案為D。8．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織，印染和食品工業(yè)，生產(chǎn)NaClO2的主要流程如圖1所示。下列有關(guān)說法錯誤的是（）A．Ⅰ中反應的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1B．Ⅱ中反應的離子方程式：2ClO2+H2O2+2OH?=2ClO2+O2+2H2OC．圖2中右側(cè)區(qū)域溶液pH降低，電極反應式為：D．A溶液為H2SO4溶液可循環(huán)利用【答案】C【解析】由流程圖結(jié)合離子隔膜電解池可知，電解硫酸鈉溶液本質(zhì)是電解水，右側(cè)NaOH由稀變?yōu)闈?，可知A為硫酸，左側(cè)為氧氣，右側(cè)為氫氣，I中NaClO3、Na2SO3、硫酸反應生成ClO2、Na2SO4溶液，反應離子方程式為2H++SOeq\o\al(2?,3)+2ClOeq\o\al(?,3)=2ClO2+SOeq\o\al(2?,4)+H2O，Ⅱ中ClO2與過氧化氫在堿性條件下反應生成NaClO2和氧氣，離子反應為2ClO2+H2O2+2OH?=2ClO2+O2+2H2O。A．由流程圖可知反應Ⅰ，反應物為NaClO3、Na2SO3、加入A溶液，產(chǎn)生ClO2、Na2SO4溶液，反應的化學方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O，所以Na2SO3具有還原性，是還原劑，NaClO3是氧化劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是2∶1，故A正確；B．Ⅱ中反應根據(jù)流程信息可知，生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，化合價降低，被還原；則H2O2必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，反應中ClO2是氧化劑，發(fā)生還原反應，H2O2是還原劑，發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生氧氣，氫氧化鈉提供堿性環(huán)境，則根據(jù)氧化還原的配平原則可知，其離子方程式為：2ClO2+H2O2+2OH?=2ClO2+O2+2H2O，B正確；C．圖2中右側(cè)區(qū)域發(fā)生的電極反應式為：，氫離子濃度減少，則溶液pH升高，C錯誤；D．根據(jù)圖Ⅰ和圖III可知，A為H2SO4，可循環(huán)利用，D正確；故選C。9．用石墨作電極電解0.1mol·L?1的NaCl溶液，通電一段時間后發(fā)現(xiàn)，相同條件下兩極收集的氣體體積之比為4∶3，下列說法正確的是（）A．在電解后的溶液中注入一定量的濃鹽酸可以使溶液恢復到電解前狀態(tài)B．在電解后的溶液中通入標準狀況下的氯化氫氣體4.48L，并注入0.2mol水可以使溶液恢復到電解前狀態(tài)C．陰極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是陽極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量的D．陽極產(chǎn)生的氣體的平均摩爾質(zhì)量為58g/mol【答案】D【解析】石墨作電極電解NaCl溶液電解過程：陽極產(chǎn)生氯氣，電極反應式為2Cl?-2e?=Cl2↑，陰極產(chǎn)生氫氣，電極反應式為，根據(jù)電子守恒可知，氯氣和氫氣的體積相等，若兩極收集的氣體體積之比為4∶3，則說明發(fā)生了過度電解，假設(shè)電解過程中生成氯氣的物質(zhì)的量為amol，則對應生成的氫氣的物質(zhì)的量也為amol，之后電解氫氧化鈉溶液的實質(zhì)是電解水，即陽極生成氧氣，陰極生成氫氣，二者的物質(zhì)的量之比為1∶2，故可分別設(shè)其為bmol和2bmol。根據(jù)題意得=，即b=。A．按照n(HCl)∶n(H2O)=2∶1配制所得到的鹽酸濃度遠遠大于濃鹽酸的濃度，A項錯誤；B．若要使電解后的溶液恢復至電解前狀態(tài)，則應向溶液中通入2amol氯化氫氣體并注入2bmol(或amol)水，即當n(HCl)∶n(H2O)=2∶1時，才有可能使溶液恢復到電解前狀態(tài)，B項錯誤；C．陽極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是陰極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量的，C項錯誤；D．陽極產(chǎn)生的氣體為amol氯氣和mol氧氣，則平均摩爾質(zhì)量為g/mol=58g/mol，D項正確；答案選D。10．科學家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高，可用于航空航天。如圖1所示裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在兩極上分別通入CH4和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體，它在高溫下能傳導正極生成的O2?離子(O2+4e?=2O2?)。(1)c電極為___________極，d電極上的電極反應式為___________。(2)如圖2所示為用惰性電極電解100mLCuSO4溶液，a電極上的電極反應式為___________；電解一段時間后，a電極產(chǎn)生氣體，b電極不產(chǎn)生氣體，則溶液的pH___________(填“減小”或“增大”)，要使電解質(zhì)溶液恢復到電解前的狀態(tài)，可加入___________(填序號)a．CuOb．Cu(OH)2c．CuCO3d．Cu2(OH)2CO3(3)在工業(yè)上，利用該電池電解NaOH溶液生產(chǎn)Na2FeO4，裝置如圖。①陽極的電極反應式為___________。②陰極產(chǎn)生的氣體為___________。③右側(cè)的離子交換膜為___________(填“陰”或“陽”)離子交換膜，陰極區(qū)a%_____b%(填“>”“=”或“＜”)?！敬鸢浮浚?）正CH4-8e?+4O2?=CO2+2H2O（2）4OH?-4e?=2H2O+O2↑或2H2O-4e?=4H++O2↑減小ac（3）Fe+8OH?-6e?=FeOeq\o\al(2?,4)+4H2OH2陰＜【解析】(1)電流的方向是從正極流向負極，根據(jù)圖1裝置，c電極為正極，d電極為負極，即A通入空氣，B通入的是甲烷，電解質(zhì)為固體電解質(zhì)，因此d電極反應式為CH4+4O2?-8e?=CO2+2H2O；故答案為正極；CH4+4O2?-8e?=CO2+2H2O；(2)圖2有外加電源，即該裝置為電解池，根據(jù)電解原理，a為陽極，b為陰極，a電極反應式為4OH?-4e?=O2↑+2H2O或2H2O-4e?=O2↑+4H+；b電極上不產(chǎn)生氣體，其電極反應式為Cu2++2e?=Cu，總反應式為2Cu2++2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu+O2↑+4H+，溶液中c(H+)增大，pH減??；恢復到電解前的狀態(tài)，a．根據(jù)電解方程式，脫離體系的是Cu和O2，因此加入CuO能恢復到電解前的狀態(tài)，故A符合題意；b．Cu(OH)2可以拆寫成CuO·H2O，使溶液濃度降低，故B不符合題意；c．CuCO3可以拆寫成CuO·CO2，CO2對原溶液無影響，故C符合題意；d．Cu2(OH)2CO3可以拆寫成2CuO·H2O·CO2，使溶液濃度降低，故D不符合題意；綜上所述，選項ac符合題意；故答案為4OH?-4e?=O2↑+2H2O或2H2O-4e?=O2↑+4H+；減小；ac；(3)該裝置為電解池，①Fe作陽極，其電極反應式為Fe+8OH?-6e?=FeOeq\o\al(2?,4)+4H2O；故答案為Fe+8OH?-6e?=FeOeq\o\al(2?,4)+4H2O；②根據(jù)離子放電順序，陰極反應式為2H++2e?=H2↑或者2H2O+2e?=H2↑+2OH?，產(chǎn)生氣體為H2；故答案為H2；③根據(jù)①的電極反應式，OH?參加反應，OH?移向右側(cè)，即右側(cè)的離子交換膜為陰離子交換膜；根據(jù)②的分析，陰極上成產(chǎn)生OH?，即Na+通過交換膜移向左側(cè)，生成NaOH，氫氧化鈉濃度增大，即a%＜b%；故答案為陰；＜。11．一氧化氮－空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合。如圖所示，某同學設(shè)計用該電池探究將霧霾中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO4的原理和粗銅的精煉原理。(1)甲裝置燃料電池放電過程中正極的電極反應式_________。(2)乙裝置中物質(zhì)A是_____(填化學式)；電解過程中陽極附近pH_____(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中陰極的電極反應式是_____，反應一段時間，CuSO4溶液的濃度將_____(填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)若在標準狀況下，甲裝置有22.4LO2參加反應，則乙裝置中轉(zhuǎn)化SO2和NO的物質(zhì)的量共有_____mol；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為_____g。【答案】（1）H2SO4減小減小2.8128【解析】(1)由題圖可知，左端NO中N元素化合價由+2價失電子變?yōu)?5價，發(fā)生氧化反應，左端的鉑電極為原電池負極，電極反應式為NO-3e?+2H2O=NOeq\o\al(?,3)+4H+，右端鉑電極為原電池正極，電極反應式為。(2)由題圖可知，通SO2的石墨電極與電源正極相連，為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，其電極反應式為SO2-2e?+2H2O=SOeq\o\al(2?,4)+4H+，通NO的石墨電極為陰極，得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為NO+5e?+6H+=NHeq\o\al(+,4)+H2O，總反應方程式為5SO2+2NO+8H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))(NH4)2SO4+4H2SO4，產(chǎn)物中除了有(NH4)2SO4還有H2SO4，故A為H2SO4；電解過程中陽極附近pH減小。(3)丙裝置中，粗銅做陽極，粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，鋅比銅活潑，陽極上鋅先失電子發(fā)生氧化反應生成Zn2+，鋅消耗完后銅失電子生成銅離子，陰極上銅離子得電子生成銅，陽極上銅消耗的質(zhì)量小于陰極上析出銅的質(zhì)量，所以溶液中硫酸銅濃度減小。(4)在標準狀況下，甲裝置中有22.4LO2參加反應，即1molO2參與反應，轉(zhuǎn)移4mol電子，由轉(zhuǎn)移電子守恒得，由陽極電極反應SO2-2e?+2H2